鐵路信號設備維修管理智能化升級的實踐與思考

鞏月琴 中國鐵路上海局集團有限公司徐州電務段

1 實施背景

開展以智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級創新研究與實踐，通過維修理念、手段、管理等方面的創新，改革修程修制，提高信號設備維修質量、效率和效益，改進和加強信號專業管理，實現節省人財物資源、保障鐵路運輸安全的目標。主要是基于以下現實需求：

1.1 確保鐵路運輸安全暢通的需要

鐵路信號設備是鐵路企業為社會提供安全、快捷、準點、舒適的運輸服務的重要保障。為適應社會發展需要，近些年來大規模鐵路建設持續推進，大量高速鐵路陸續開通運營，計算機聯鎖、列控、高速道岔等大量信號新技術設備投入使用，促進鐵路運輸速度、密度和舒適性得到明顯提升。伴隨著人類社會的發展進步，雖然鐵路企業的運能和運力不斷地增長，但是社會各界對鐵路運輸安全暢通的要求和期望也越來越高。同時，列控等信號新技術設備與傳統的繼電聯鎖等信號設備有著較大的差異，設備的智能化水平顯著提升，對日常維修管理的要求更高，傳統的信號設備維修手段、方式和方法已經無法滿足新時期鐵路運輸安全暢通保障需要的問題日益突出。

1.2 適應設備運用維修環境變化的需要

以高速鐵路為例，因白天運營需要一般不安排上道維修作業，信號設備維修全部納入夜間“停輪天窗”實施，因此高速鐵路開通運營后長期處于夜間作業方式。受白天高速運營和夜間照明、雨雪天氣等外界環境影響，人查人巡等方式不能及時有效準確地發現信號設備質量問題。而一旦發生設備故障，容易影響高鐵運營安全和秩序，對應急處置的要求非常高。因此，建立健全高鐵信號設備維護管理體系、加強改進高鐵信號設備維修管理尤顯急迫。

從普速鐵路看，在多輪提速和運輸組織改革后，信號設備等基礎設施維修逐步轉入“天窗修”。在有限的運營天窗時間內，要完成規章制度明確的維修工作內容顯得尤為困難，設備“用”與“修”的矛盾日益突出，日常維修既要不違章違紀，又要保障信號設備可靠運用，這給信號設備維護管理部門提出更高要求。如何更好地掌握設備狀態、用好用足有限天窗時間實施更有針對性的維修顯得尤為重要。

1.3 適應企業改革發展的需要

2013年，國務院實施深化鐵路管理體制改革實行政企分開，成立了中國鐵路總公司，并提出不斷增強市場競爭力、深化鐵路企業改革、建立現代企業制度等要求，賦予了鐵路企業更多的經營責任。對于負責信號設備維修的專業部門，由于長期以來實施“一刀切”的計劃修模式，部分維修項目內容與設備質量保障實際關聯不大，維修內容和周期沒有緊密結合設備實際以及使用環境，如沒有考慮不同的線路特點（高速/重載）、不同的使用頻率、不同的地理位置、不同的使用年限（壽命期）等因素施行更有針對性的維修。部分設備存在“不足修”，部分設備存在“過剩修”。過渡的維修不僅不利于設備質量和作業安全的保障，而且也造成人力資源、工具材料、維修成本、運輸資源等的浪費，這對現代運輸企業的經營管理造成不利影響。

2 基本內涵與主要做法

以智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級，是指利用智能化、信息化、可視化等先進技術裝備和流程再造、科學管理等理念方法，創新電務維修管理體制、機制、管理和手段，實現電務設備安全、可靠、經濟使用和確保作業人身安全、提高鐵路企業經營效益的目標。

電務部門應堅持以智能化為重點，圍繞生產管理信息化、監測監控智能化、現場信息可視化、技術資料電子化、維修標準數字化和工裝機具現代化，積極采取"以機代人"等措施，積極創新實踐，建立一套較為成熟的以“智能電務”為重點的鐵路信號設備維修管理方法和標準。主要做法如下：

2.1 開展智能化設備質量管控建設

設備是鐵路信號工作的根本。信號維修是針對信號設備進行的日常養護和集中維修，主要目的是通過維修補強設備質量、預防設備故障，使信號設備處于性能良好狀態。因此，及時、準確、全面地掌握信號設備狀態是信號設備維修的基礎。為更好地掌握設備狀態，重點在建立健全監測監控系統、實現智能分析報警和智能化設備質量管理三個方面下功夫。

2.1.1 實施智能化監測監控

在進行方案設計時，要以調度中心、集控中心和變電站為核心，分層次的構建三級監控網絡，實現數據采集分析分層有序進行，確保所得信息的真實性和可靠性，為進一步的調度操作提供良好的數值參考。

針對聯鎖、列控等電子信息化設備日益增多以及道岔監測等監測監控系統日益成熟、監測監控功能日益完善的現狀，積極推廣運用集中監測系統（微機監測系統）、調度監督和調度集中復示系統、機房環境監測系統、安全數據網網絡管理系統、動車組運行信息系統（DMS）、列車運行控制記錄裝置（LKJ）版本監測系統、道岔缺口監測系統、信號機械室巡檢機器人等監測監控系統，一方面利用硬件配置和軟件功能代替人工進行檢查、測試、核對，消除可能存在的人為誤差或錯誤，另一方面通過數據積累能夠更好地掌握設備的工作狀態和變化趨勢，及時通過監測、報警或冗余切換等功能預防可能發生的設備故障。圍繞高鐵和旅客列車安全、施工作業安全、公路與鐵路或鐵路與鐵路立交外掛電纜槽道等影響電務安全的突出風險，利用信息和計算機等資源開發運用電纜槽道位移報警等監控系統，代替人工實現24 h監控，強化外部環境和軌旁設備安全風險防控。

2.1.2 實施智能化分析報警

重點是利用監測監控系統代替人工分析并實現可靠預警或報警。針對各類監測監控系統報警信息準確性和利用率不高等問題，組織開展監測監控系統無效報警整治，提高監測監控報警信息的準確性。在此基礎上，開展監測監控智能分析報警研究與實踐，開發推廣監測智能分析和智能報警功能，通過合理設置報警上下限和分級報警模式，利用信息化手段及時將設備運用質量關鍵指標報警信息反映到用戶終端（分級報警到電務段、車間、工區干部職工的手機上），強化提升事故故障預防預控能力。如在探索積累經驗基礎上，建立道岔表示電壓預警、報警界限，在達到預警電壓值時開始預警提示維修管理人員，當出現超過報警電壓值時則立即報警告知維修管理人員進行處置，防止設備故障。

2.1.3 實施智能化設備質量管理。

一是整合監測監控系統實現一體化管理。針對各類監測監控系統獨立設計、分別施工、分別管理存在的信息綜合利用率不高、日常管理強度大、系統間接口多等問題，組織優化整合各類監測監控系統資源，將各個不同監測監控系統的信息數據匯集到一個統一的平臺，研究開發系統軟件集中進行數據分析，實現集中報警，提高設備運用質量信息處理的智能化水平，避免資源浪費和多頭管理發生結合部問題。二是逐步摸索掌握設備狀態變化規律。基于設備安裝原始狀態記錄信息、監測監控裝備記錄的設備狀態變化曲線以及日常維修對設備運用情況的影響等因素，針對道岔、軌道電路等信號關鍵設備建立健全“一岔一檔”、“一區段一檔”等設備電子檔案，結合歷史故障信息和監測監控發現問題形成設備質量大數據庫，系統研究逐步摸清設備狀態變化規律，在此基礎上施行關鍵時段、關鍵設備預防性維修整治，有效控制慣性故障。

2.2 開展智能化現場作業管控建設

維修作業是鐵路信號工作的關鍵。現場職工的作業是否按計劃實施并實現預期目標、作業質量是否可靠、作業過程是否存在違章違紀，都是直接影響鐵路運輸安全暢通的重要因素。重點通過實施作業過程智能化盯控、開展現場信息可視化建設、開展工裝機具現代化建設、利用網絡和信息化手段大力推進作業標準化建設，促進不斷提升現場作業管控智能化和信息化水平。

2.2.1 開發運用智能化作業過程盯控裝備。

為加強上道作業勞動安全風險管控，在全面構建基于天翼網絡、GSM-R網絡的手持終端防護系統的同時，一方面開發運用上道作業指紋、高鐵工具智能清點報警、上道作業監控報警和二維碼掃描等系統，對現場作業人員上道以及工具材料的上道進行智能化管控，及時報警未按規章制度執行等信息，防止人員、工裝機具無計劃和超范圍的上道或遺留在鐵路線上，確保高鐵、客車安全和職工作業安全；另一方面開發運用基于調度指揮和調度集中的勞動安全防護系統，通過信息系統提前將列車運行的信息和行車的階段計劃告知現場作業、安全防護等人員，提示作業人員提前避車，同時當作業人員離開計劃作業范圍時及時通過語音報警提醒作業人員超范圍作業，確保行車和作業安全。

2.2.2 開發運用智能化工裝機具

2.2.3 實施現場信息可視化建設

圍繞現場透明，從強化現場作業監控和有利于應急指揮等方面入手，提高現場可視化程度。組織在車站咽喉區以及區間適當位置安裝視頻監控系統，實現對現場作業的檢查監控，促進職工按標作業，同時也方便應急處置過程盯控。建立現場信息傳送平臺，利用視頻攝像、手機APP等功能和網絡系統，將現場登銷記、應急處置過程信息、營業線和鄰近營業線施工安全監督等信息傳送到班組、車間或安全生產指揮中心，有利于現場安全盯控和過程控制。大力推廣運用列車接近預警、錄音儀、執法記錄儀等技防手段，利用智能化手段卡控作業過程，更好保障行車和人身安全。

2.2.4 實施智能化教育培訓建設

在全面梳理修訂完善信號作業指導書完善職工按標作業依據、大力推進區域練功基地和車間班組實訓設施建設方便學技練功、建立健全有償培訓和定期隨機抽考與重點抽考相結合等機制的基礎上，利用網絡和信息化資源搭建模塊化教學平臺，通過實施聯網到班組工程，實現培訓工作的網絡化、常態化，促進提升職工按標作業的素質，引導職工嚴格遵章守紀、按標作業。

2.3 開展智能化維修管理建設

生產管理是鐵路信號工作的核心。圍繞設備狀態檢查、分析、計劃、作業、驗收等生產管理環節，適應推動實現基于固定周期維修模式向基于設備狀態維修模式轉變的需要，大力推進生產管理智能化建設。

2.3.1 建設四級貫通的生產管理信息系統

根據集團公司電務處、電務段、車間、工區不同的管理要求，利用網絡辦公等資源條件，將安全調度管理、應急管理、生產管理、監測管理、設備管理等生產過程管理信息納入基于安全生產指揮平臺的管理信息系統統一管理，通過信息系統實現天窗作業、施工作業、點外作業、標準化作業、重點盯控、隱患盯控、結合部管理、設備管理、干部動態、作業日志、移動終端、設備GIS、電子作業地圖、安全防護監控、故障管理、圖紙管理、應急備品、應急預案、搶修徑路圖、智能單兵、設備報警、短信平臺等業務功能的管理工作，提高生產管理信息化和智能化程度。系統功能框圖如圖1所示。

圖1 電務安全生產信息管理系統功能圖

2.3.2 開展技術資料“大數據”建設

圍繞打造生產信息匯聚中心、信息分析處理中心、現實安全決策中心、生產過程控制中心、應急指揮管理中心“五大中心”目標，進一步強化安全生產指揮中心“大數據”建設，豐富完善安全生產指揮中心功能。一是實施技術資料電子化。將設備原理圖、接配線圖、聯鎖特殊電路檔案等技術圖紙資料作電子化處理，納入安全生產指揮中心管理系統，方便生產組織和應急處置。二是采集現場設備實物圖電子化信息。采取拍照留存等措施，將現場設備的實物圖像、端子配線以及電源屏端子、分線盤端子等關鍵處所的實物圖納入安全生產指揮中心管理系統，為安全生產科學決策提供更豐富有效的技術支持。

2.3.3 建設智能化維修管理臺賬系統

利用網絡化、信息化技術信息交互的有利條件，將車間班組工作日志、綜合管理等臺賬進行電子化，與年度維修工作計劃、月度維修工作計劃、天窗修計劃、設備狀態調查情況、年度重點任務等統一納入管理系統，任務與計劃等項目通過系統自動生成，作業寫實等由車間、工區根據生產實際填寫，提高計劃的準確性與合理性，同時減輕工班長日常的臺賬管理負擔。

2.4 開展鐵路信號設備維修管理升級建設

基于對鐵路信號裝備技術的認知、信息化技術的發展和維修管理能力提升等因素的判斷，經反復研究討論和探索，建立基于智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級方案并穩步推進實施。

2.4.1 明確鐵路信號設備維修管理升級方案

根據電務專業工作特點以及維修工作的本質屬性，開展以智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級建設，重點是在智能化設備、作業和管理三個方面下功夫的基礎上，利用信息化、可視化、智能化等先進技術裝備，大力提升信號設備維修管理的智能化和信息化水平，運用流程再造和科學管理等理念方法，實施維修標準顯性化和維修資源統籌優化，穩妥積極開展修程修制改革，有效提高維修能力，預防設備故障或事故，更好地保障鐵路運輸安全暢通。

2.4.2 優化調整設備修程

為了使以智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級探索實踐取得實效，按照有利于現場安全管理、有利于設備狀態鞏固提高、有利于投入產出效益最大化的原則，配套開展修程改革，消除長期以來鐵路信號設備實施單一計劃修存在的弊端。堅持慎重、積極的態度，打破“一刀切”的計劃修模式，根據逐步摸索掌握的設備狀態變化規律情況，按照對于直接會導致安全事故的維修項目不應輕易突破修程、對于會導致設備故障但是不會直接導致安全事故的維修項目可以突破修程、對于可能導致設備故障但是能夠用其他手段措施實現的維修項目可以大膽突破修程的思路，合理優化調整設備維修周期，全面實施計劃修與狀態修相結合的維修模式。在滿足設備基礎質量相對較好、監測設備相對完善、車流相對較少等條件的線路適當延長信號設備日常養護和集中檢修的周期，減少過剩修。區分客貨車不同進路，對普速鐵路信號設備施行不同周期的維修方式，提高維修針對性。對于線路所動作頻繁的道岔、特殊區段軌道絕緣等設備，針對性加密檢修周期，如集中檢修道岔由兩月1次調整為每月1次等。

3 結束語

實施以智能化為重點的鐵路信號設備維修管理升級，促進各類資源得到統籌優化配置，設備過剩修有了一定程度的減少，在確保設備運用質量可靠的同時人工投入以及交通、住宿、材料等費用得到節約，初步實現以更經濟的投入獲得保障運輸安全的目的。